浅析风电场内集电线路导线选型

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1、浅析风电场内集电线路导线选型摘要：风电场工程除关键的风资源分析、风电布置外，较为重要的设计内容就是场内输变电工程设计。不同于一般的电网送电线路工程，风电集电线路工程是将各台风机组所发的电量由联络线路送至场内升压站低压侧，经集中升压后通过接入系统线路与电网并网。由于风电场为分散式新能源工程，风机设备投资远比一般的发电项目昂贵。为节约工程造价，有必要对风电场内采用架空线路的的集电线路导线的选型进行技术、经济分析，以提高风电场工程建设的合理性。关键词：风电场，集电线路，架空线中图分类号：F407文献标

2、识码：A1、风电场集电线路的特点风电厂一期规模一般为49.5MW，集电线路跟随风电场主要建设在山区和平原地带，输送形式以架空线为主，以地埋电缆为辅，电压等级一般为35kV。集电线路根据导线输送容量及电力损失，通常采用2-3回线路串联风电场风机，主干线导线截面一般采用195mm〜240mmo为提高风电场建设的可行性和经济性，结合风电场工程建设的特点，一般单个风电场工程的装机容量为50丽。如较多出现的建设容量一般以49.5MW左右规模居多，而场内的集电线路形式按目前技术水平和一般的传统方法，可采用直

3、埋电缆或架空形式。而线路长度主要取决于风机数量和风机之间的布置间距，随着风电机组制造技术的逐步成熟、完善，目前兆瓦级以上的风机使用已较为普遍。因此，50MW左右装机容量的风电场，已逐步采用单机容量为WOOkW以上，如1500kW和2000kW等机型，而替代20世纪末和21世纪初较多地使用过的兆瓦级以下的风电机组。根据风电场的装机容量，需确定风电场的主接形式。根据风机的特点，目前已更多地采用一机一变的单元接线，即在每台风机边设置一台满足风机单机容量输出的箱式变压器。同时，为提高整个风电场的安全、可

4、靠运行，以50MW风电场装机容量规模为例，3〜4回左右的主接线方式较为适宜。在既有风机的控制保护同时，又有箱变的保护装置，能到达风电机组的安全运行要求，而且通过合杆等方式又能节约一定的集电线路工程量。风电场内的集电线路方式既可以采取架空线路方式，也可以采取电缆敷设方式。根据电力市场的现状，一般电力电缆线路的投资远远高于架空线路。除了个别地区的风电场，由于土地资源和环境保护等因素制约下场内只能采用直埋敷设电缆方式外，大部分的风电场由于地处偏远地区，人烟稀少，同时对环境影响较小的前提下，较多数的场内

5、集电线路采用架空方式。但同时为便于升压站内的电气布置，减少升压站占地面积以迗到节约土地资源的目的，进站段一般采用直埋敷设电缆方式。以下就风电场采用架空线方式时的集电线路导线选型问题进行技术、经济分析。2风电场集电线路导线选型技术分析根据风电场主接线形式，若按1500kW单机容量的风电机组考虑，风电场容量不大于50丽设计，则在整个风电场布置33台风机。按三回线接入升压站，则应由11台风机串接成组。按风机最大出力考虑，则有16.5W的最大输出容量（由于风机之间有尾流影响，即使机组满发或过载，11台风

6、机作为一组不会超过此容量）。从第一台风机起至第11台风机，由小到大，每台风机之间的输送容量呈逐级放大趋势。从理论上讲，应对每台风机之间的架空线采用不同的截面是最经济的。每台风机均由箱变的出线然后与架空线T接，即在每台风机处均需设置一基耐张杆，由耐张线夹引上线完成连接。根据架空送电线路的一般规定，10kV〜66kV电压等级的线路导线可采用钢芯铝绞线或铝绞线，也可采用铝包钢绞线、铝合金线、硬铜线等，而根据线路的重要程度、受力情况以及导线的价格，较常规钢芯铝绞线价格高出30%以上的铝合金线和硬铜线等不

7、适合于风电场工程，因此，一般以采用钢芯铝绞线为宜。风电场集电线路的长度是随风机间距的不同而发生变化，以49.5MW风电场为例，一般风机布置行列距在4〜6D与6〜10D之间（D为风机叶片直径），根据统计，上述容量的风电场内集电线路长度在25km左右。以三回总长25km架空线，电压等级为35kV为例进行架空线路的导线选型分析。以11台风机串接为一组，则3回线路的输送容量逐级变化量相同。以1回线（约8〜9km长）作为导线选型例子来分析。风电场内采用架空集电线路方式，与电网一样存在导线截面选择的问题。由

8、于风电场工程与一般的电网工程存在显著差异，风电场作为可再生能源的一种，其出力受环境、风资源的变化而变化。同时，尽管一般风电场均属并网型的风电场，但在电网中所占份额很小，远小于当地电网5%以下程度由于上述2各原因，与电网主力出力电源相比，其可靠性较常规能源低，就风电场本身而言，其可靠性和安全性要求也与电网侧低。根据上述特点，在参照电网对导线选型要求的同时，尚需结合风电场自身的特点。对于一般的架空线路，偏大（较大）的导线截面，虽然工程的一次性投资较大，但由于运行中电能的损耗较小，此能降低运行费用。相